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微觀化學反應 微觀化學反應

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Academic year: 2022

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(1)

微觀化學反應 微觀化學反應

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 莫耳

mole

亞佛加厥 義大利 Amedeo Avogadro 1776 年- 1856 年

(3)

 化學計數集合單位

( 1 )生活上計數:

 單位: 。

 集合單位: 。  1 對= 個。  1 打= 個。

( 2 )化學上計數:

 單位定義: 。

 12 公克的碳原子所含的原子數目有六千億兆個,

將此數目定義為「 1 莫耳」。

 1 莫耳的碳原子,共有 公克。

化學計數單位 莫耳

雙(對)、打、袋、包、本…

個、支、片、條、件、頁、粒…

2 12

12 莫耳

(4)

 化學計數集合單位

( 2 )化學上計數:

 集合單位: = = 。  1 mol = = 亞佛加厥數 。

化學計數單位 莫耳

1 莫耳 1 mol 六千億兆個 N

打 個 n 莫耳 mol

個 n 莫耳 mol

23

個 10 6 

 12

 12 6 10

23

6 10

23

N

N

(5)

個數與莫耳換算

莫耳數 個數 個數

莫耳數   

  (6 10 ) 10

6

23 23

mol mol

mol mol

 

N

N

) (

n n

10 6

10 n 6

n

23

23

打數 個數 個數

打數   12 

12

Dozen 12 12

Dozen

 n n  

(6)

常見計數單位及莫耳示意圖

個 雙 2 1 

個 打 12 1 

個 令 500 1 

個 莫耳 6 10

1  

23

(7)

範例解說

1. 一瓶礦泉水中,若有水分子 2.4×1024 個,則回答下列問題:

 這瓶礦泉水中,有多少莫耳水分子? 莫耳水分子。

 [ 延伸學習 ] 這瓶礦泉水中,有多少莫耳氫原子? 莫耳氫原 子。

 [ 延伸學習 ] 這瓶礦泉水中,有多少個氧原子? 個氧原 子。

2.4 ×1024 4

8

莫耳 個 

4 10

4 . 10 0

6

10 4

. 2

23 24

N mol

mol n   

 

H mol O

H

mol 8

4

2

24 23

23 2

10 4

. 2 10

24

10 6

4

4 4

n

O mol O

H

mol

(8)

 原子量

(9)

原子量

 原子量:

( 1 )意義:原子的比較質量

( 2 )緣起:原子質量極小,無法直接測量一個原子的質量;

但能取相同數目的不同原子, 得到不同原子間的 。質量比值

 氫原子質量:碳原子質量= 1 : 12

 碳原子質量:氧原子質量= 3 : 4

 碳原子質量:氮原子質量= 6 : 7

 碳原子質量:鎂原子質量= 1 : 2 得到各元素間的質量比值…。

(10)

原子量

 原子量:

( 3 )原子量的訂定:

 比較標準:以質量數 的碳原子為比較標準,

訂定「碳的原子量為 12 」。

 其他元素的原子量,則以相對於碳原子質量的比值來表示 (連比例)。

12 16 14 24 1

12

原子量

2

1

7 6

4 3

12 1

...

Mg N

O C

H

比較質量(連比例

(11)

常見原子的原子量

 常見原子的原子量:

( 1 )可自「 」中查知,原子量無單位,不見得為整數。

( 2 ) 原子量  一個原子的質量。

週期表

1 12 14 16

(12)

1. 碳與甲原子之質量比= 4 : 5 ,若碳原子量為 12 ,則:

 甲原子量= 。

 若碳原子量基準改為 36 ,則甲原子量= 。

範例解說

15

45

45 ...

36 15

12 5

4   

甲  C

原子原子量 原子原子量 原子質量

原子質量

B B

A A

(13)

2. 由上列常見的原子量資料中,回答下列問題:

 一個鐵原子的質量和一個氮原子的質量,何者質量大? 。  一個鈣原子的質量和一個碳原子的質量,其質量比為多少?

範例解說

Fe

10 : 3

1 4 14 56 

NFe

3 10 12 40 

C

Ca

(14)

 分子量

(15)

 分子量: 分子量

( 1 )意義:分子的比較質量

( 2 )計算:分子中,組成原子的原子量 。 (組成關係:原子,組成分子)

( 3 )分子量  一個分子的質量,分子量無單位,不見得為整數。

總和

18 16

2 1

O H

2

44 2

16 12

CO

2

    28

2 14

N

2

  

17 3

1 14

NH

3

 H

2

 1  2  2 32

2 16

O

2

3 . 40 16

3 . 24

MgO   

(16)

1. 常見分子的分子量:( 原子量: C = 12 、 H = 1 、 O = 16 、 N = 14 、

C = 12 、 S = 32 、 Ca = 40 、 Fe = 56 )

範例解說

2 32 18 44 180

34 28 100 98 160

 一個碳酸鈣分子的質量和一個氧分子的質量,何者質量大? 。

 一個葡萄糖分子的質量和一個水分子的質量,其質量比為多少?

碳酸鈣 10 :

1

H

2

O

2

H

2

O CO

2

C

6

H

12

O

6

2 2

O

H N

2

CaCO

3

H

2

SO

4

Fe

2

O

3

1 10 18

180

2

6 12

6

 

O H

O H

100 C

3

CaCOO

2

 32

(17)

2. 某化合物的化學式為 , n 為某數值,已知分子量 86 , 則 n = 。

範例解說

6

2 2n n

H C

2

86

2n

n

H C

6

84 14

86 2

2 12

86 1

2 2

12

n n

n n

n n

+(

(18)

從原子量、分子量

能得到的資訊

(19)

從原、分子量能得到的資訊

 不同原子或分子間的質量大小比較:

( 1 )原子量或分子量愈大者,其一個原子或一個分子的質量愈 。 ( 2 )不同原子間(或分子間)的質量比值

=不同原子(或分子間)的原(或分)子量比值。

原子原子量 原子原子量 原子質量

原子質量

B B

AA

分子分子量 分子分子量 分子質量

分子質量

D C D

C 

(20)

從原、分子量能得到的資訊

 原子量(或分子量)的意義:

( 1 )原子量 = 一莫耳原子的質量。 ( g / mol ;公克 / 莫耳 ) ( 2 )分子量 = 一莫耳分子的質量。 ( g / mol ;公克 / 莫耳 )

 12

C H

2

O  18

mol g /

12 18 g / mol

(21)

從原、分子量能得到的資訊

12 18

12 18

g 10

6

12

23

g 10

6

18

23

g 12

6  6  18 g

(22)

從原、分子量能得到的資訊

 原(分)子量的二方向運算:

14 N 

23

g 10 6

14 N

 

一個

mol g /

14

N

一莫耳

17 NH

3

23

g

3

10 6

17 NH

 

一個

mol g /

17

NH

3

一莫耳

N

N

(23)

原(或分)子質量 g

、莫耳數 mol 關係

[ 延伸學習 ]

(24)

「個  莫耳  克」公式推想

 公式推想:

( 1 )生活實例:已知 1 打蘋果單價 100 元  表示 1 打的蘋果有 100 元,則:

蘋果 個數

個 打 元

總金額(元)

蘋果 打數

 500 元,相當於可購買 打數的蘋果。

 6 打的蘋果,相當於是 元的錢。

 10 打蘋果,相當於 個蘋果。

一打蘋果單價

100 500

一打蘋果單價

100 6 

1 2

12 10 

1 2

(25)

 500 公克的水,相當於 莫耳的水。

 6 莫耳的水,相當於是 公克的水。

 10 莫耳的水,相當於是 個水分子。

「個  莫耳  克」公式推想

 公式推想:

( 2 )化學世界:已知水的分子量= 18  表示 1 莫耳的水有 18 克,

則:

分子 個數

個 克

分子重 (克)

莫耳 分子

莫耳數

 分子量

18 500

 分子量

18 6 

) 0 (6  1

23

) 10 6

(

10  

23

) 0 (6  1

23

(26)

 換算涉及「質量」的,用「原子量、分子量」

 換算「數目」間的,用「亞佛加厥數」

 運算符號:換算到兩旁,都用『乘號 』 , 反方向用『除號 』

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

X X ) 10

6

( 

23

mol ( 原、分子量 ) g

n

(27)

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

X ) X

10 6

( 

23

mol ( 原、分子量 ) g

n

 分子量

 分子量

) 0 (6  1

23

) 0 (6  1

23

(28)

原子 , 分子的『個  莫耳  克』關係

X ) X

10 6

( 

23

mol ( 原、分子量 ) g

n

) 0 (6  1

23

) 0 (6  1

23

(29)

1. 完成下列表格:

( 原子量: C = 12 、 H = 1 、 O = 16 、 Na = 23 、 Mg = 24 )

範例解說

44 60 68 23 24

g

44 60 g 68 g 23 g 24 g

g 44

5  5  60 g 5  68 g 5  23 g 5  2 4 g

44 mol

1000 mol

60

1000 mol

68

1000 mol

23

1000 mol

4 2 1000

23

g 10 6

44

23

g

10 6

60

23

g

10 6

68

23

g 10

6

23

23

g 10

6

4 2

(30)

範例解說

2. 完成下列表格: ( 原子量: C = 12 、 O = 16 、 Na = 23 、 S = 32 、

Cl = 35.5 、 Ca = 40 、 Cu = 64 )

160 62 100 35.5 64

g

160 62 g 100 g 35.5 g 64 g g

160

5  5  62 g 5  100 g 5  35.5 g 5  6 4 g

160 mol

1000 mol

62

1000 mol

100

1000 mol

35.5

1000 mol

4 6 1000

23

g 10 6

44

23

g 10

6

62

23

g 10

6

100

23

g 10

6

35.5

23

g 10

6

4 6

(31)

3. 回答下列問題:(原子量: C = 12 , N = 14 , O = 16 , S = 32 )

 8 公克硫所含的硫原子數目為 莫耳。

 84 公克氮氣所含的氮分子數目為 莫耳。

 60 公克一氧化氮所含的一氧化氮分子數目為 莫耳。

範例解說

0.25 3

2

25 . 32 8  0

mol  3

84  28

mol  2

30 60  mol

 32

S N

2

 28 NO  30

克 莫耳

個  

(32)

3. 回答下列問題:(原子量: C = 12 , N = 14 , O = 16 , S = 32 )

 5 莫耳的碳,其質量為 公克。

 10 莫耳氧氣,其質量為 公克。

 20 莫耳二氧化碳,其質量為 公克。

範例解說

60 160

220

g m

60

12 5

 12

C O

2

 32

g m

160

32 5

2

 44 CO

g m

220

44 5

克 莫耳

個  

(33)

4. 小華打完球後回到教室,由於口渴立刻將茶杯中的 360 ml 的水一口氣喝 下,試問:他喝下多少個水分子? 。( C = 1 、 O = 16 )

 他喝下 公克水分子?

 他喝下 莫耳水分子?

 他喝下 個水分子?

 他喝下 個氫原子?

 他喝下 個氧原子?

 他喝下 個原子?

範例解說

1.2 ×1025

 20 mol

( H2O )

360 20 1.2 ×1025

1.2 ×1025 2.4 ×1025

3.6 ×1025

原子 分子 分子 分子重

( g )

個數 個數 莫耳數

公克 n 個 mol

個水分子

25 23

1 . 2 10 10

18 6 1

360     

n

2

O  18 H

克 莫耳

個  

分子量

分子量 )

10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

(34)

範例解說

5. 關於下列各物質的組成,回答下列問題:( C = 1 、 O = 16 )

(甲) 0.3 莫耳 O2 (乙) 6×1022 個 C6H12O6 (丙) 90 克 H2O

 三者所含的分子數多寡如何? 。

 三者所含的氧原子數多寡如何? 。  三者所含的原子數多寡如何? 。  三者質量多寡如何? 。

丙>甲>乙 丙>甲=乙 丙>乙>甲 丙>乙>甲

克 莫耳

個  

g molO

mol

n

 0 . 3 O

2

 0 . 3  2  0 . 6  0 . 3  32  9 . 6

g mol

molO mol

n

18 180

1 . 0 2.4

24 0.1

0.6 6

0.1 O

H C 10 0.1

6

10 6

6 12 23 6

22

 

 

g

mol molO

mol n

90 18

5

15 3

5 5

1 5 O

H 18 5

90

2

(35)

課程結束

參考文獻